I2C驱动培训文档

I2C驱动

一、 协议......................................................................................................................................... 2

基本概念 ................................................................................................................................... 2 主机发送数据流程 ................................................................................................................... 2 二、iomux ........................................................................................................................................ 8

I2c2的复用 ............................................................................................................................ 10 三、 驱动....................................................................................................................................... 12

基本知识 ................................................................................................................................. 12 思考问题1：I2c总线设备和i2c总线上可挂载的i2c设备是在Board-mx6q-sarbed的init board中初始化的，那么Board-mx6q-sarbed中init board是从什么时候开始执行的呢？15 Machine_desc的是怎么加载的呢？ .................................................................................. 19 思考问题2：那么这些被加入到代码段中的fn，是在哪被调用的呢？ ......................... 21 I2c驱动的代码流程 ............................................................................................................... 23 Dev下i2c设备节点 .............................................................................................................. 25 Platform下的i2c .................................................................................................................... 26 具体的i2c设备的初始化 ...................................................................................................... 27 思考问题3：上面调用到了master_xfer()，那么它是在哪初始化的呢？ ....................... 31 /sys/bus/i2c及/sys/bus/i2c/device和driver增加 .................................................................. 32 /sys/bus/i2c/device和driver下的各个具体设备和驱动 ...................................................... 33 思考问题4：Platform总线是在哪初始化？ ....................................................................... 36

一、协议

I2C 总线是一种用于IC器件之间连接的双向二线制总线 I2C总线有两根信号线，一根为SDA（数据线），一根为SCL（时钟线）。可发送和接收数据。任何时候时钟信号都是由主控器件产生。

I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。

开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。

应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。 基本概念

主机 初始化发送，产生时钟信号和终止发送的器件 从机 被主机寻址的器件 发送器 发送数据到总线的器件 接收器 从总线接收数据的器件

多主机 同时有多于一个主机尝试控制总线 但不破坏报文

仲裁 是一个在有多个主机同时尝试控制总线，但只允许其中一个控制总线并使报文不被破坏的过程

同步 两个或多个器件同步时钟信号的过程 主机发送数据流程

（1）主机在检测到总线为“空闲状态”（即 SDA、SCL 线均为高电平）时，发送一个启动信号“S”，开始一次通信的开始

（2）主机接着发送一个命令字节。该字节由 7 位的外围器件地址和 1 位读写控制位 R/W组成（此时 R/W=0）

（3）相对应的从机收到命令字节后向主机回馈应答信号 ACK（ACK=0） （4）主机收到从机的应答信号后开始发送第一个字节的数据 （5）从机收到数据后返回一个应答信号 ACK （6）主机收到应答信号后再发送下一个数据字节

（7）当主机发送最后一个数据字节并收到从机的 ACK 后，通过向从机发送一个停止信号P结束本次通信并释放总线。从机收到P信号后也退出与主机之间的通信

注意：①主机通过发送地址码与对应的从机建立了通信关系，而挂接在总线上的其它从机虽然同时也收到了地址码，但因为与其自身的地址不相符合，因此提前退出与主机的通信； ②主机的一次发送通信，其发送的数据数量不受限制。主机是通过 P 信号通知发送的结束，从机收到 P 信号后退出本次通信；

③主机的每一次发送后都是通过从机的 ACK 信号了解从机的接收状况，如果应答错误则重发。

总线空闲状态

I2C总线总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效应管均处在截止状态，即释放总线，由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。 启动信号

在时钟线SCL保持高电平期间，数据线SDA上的电平被拉低（即负跳变），定义为I2C总线总线的启动信号，它标志着一次数据传输的开始。启动信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。启动信号是由主控器主动建立的，在建立该信号之前I2C总线必须处于空闲状态。 重启动信号

在主控器控制总线期间完成了一次数据通信（发送或接收）之后，如果想继续占用总线再进行一次数据通信（发送或接收），而又不释放总线，就需要利用重启动Sr信号时序。重启动信号Sr既作为前一次数

据传输的结束，又作为后一次数据传输的开始。利用重启动信号的优点是，在前后两次通信之间主控器不需要释放总线，这样就不会丢失总线的控制权，即不让其他主器件节点抢占总线。 停止信号

在时钟线SCL保持高电平期间，数据线SDA被释放，使得SDA返回高电平（即正跳变），称为I2C总线的停止信号，它标志着一次数据传输的终止。停止信号也是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号，停止信号也是由主控器主动建立的，建立该信号之后，I2C总线将返回空闲状态。 插入等待时间

如果被控器需要延迟下一个数据字节开始传送的时间，则可以通过把时钟线SCL电平拉低并且保持，使主控器进入等待状态。一旦被控器释放时钟线，数据传输就得以继续下去，这样就使得被控器得到足够时间转移已经收到的数据字节，或者准备好即将发送的数据字节。带有CPU的被控器在对收到的地址字节做出应答之后，需要一定的时间去执行中断服务子程序，来分析或比较地址码，其间就把SCL线钳位在低电平上，直到处理妥当后才释放SCL线，进而使主控器继续后续数据字节的发送。

总线封锁状态

在特殊情况下，如果需要禁止所有发生在I2C总线上的通信活动，封锁或关闭总线是一种可行途径，只要挂接于该总线上的任意一个器件将时钟线SCL锁定在低电平上即可。 总线竞争的仲裁

总线上可能挂接有多个器件，有时会发生两个或多个主器件同时想占用总线的情况，这种情况叫做总线竞争。I2C总线具有多主控能力，可以对发生在SDA线上的总线竞争进行仲裁，其仲裁原则是这样的：当多个主器件同时想占用总线时，如果某个主器件发送高电平，而另一个主器件发送低电平，则发送电平与此时SDA总线电平不符的那个器件将自动关闭其输出级。总线竞争的仲裁是在两个层次上进行的。首先是地址位的比较，如果主器件寻址同一个从器件，则进入数据位的比较，从而确保了竞争仲裁的可靠性。由于是利用I2C总线上的信息进行仲裁，因此不会造成信息的丢失。

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